2017 Fiscal Year Annual Research Report
Local atomic structures of amorphous electrode materials and charge-discharge mechanism
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17H01325
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
平田 秋彦 東北大学, 材料科学高等研究所, 准教授 (90350488)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | アモルファス物質 / 局所構造 / モデリング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は、電池用材料へ向けたアモルファス局所構造解析手法の検討を以下の通り行った。
＊オングストロームビーム電子回折マッピングの検討
負極材料で使われるアモルファスSiOに代表されるように空間的な不均一性を含むものが多い。そこで局所構造の空間分布を調べることが重要になってくる。本研究では、電子線をコントロールして各サブナノ領域から電子回折パターンを撮影してデータセットとし、それを解析に供する。この際、同様な特徴を持つ領域からの回折パターンを積算し、フーリエ変換することにより空間的に情報を分離した2体分布関数を得るための強度解析手法を検討した。
＊局所リバースモンテカルロ法の開発
これまでアモルファス物質の局所領域から得た電子回折パターンに対し、分子動力学法から得られた局所構造のパターンと比較することで解析を行っていた。しかし系が複雑になった場合、分子動力学法が必ずしも適用できるとは限らない。そこで、本研究においては局所領域から得られるオングストロームビーム電子回折パターンから直接構造モデルを得る計算手法の開発を行った。具体的には、リバースモンテカルロ法を応用し、局所的な2次元回折パターンにフィットするように数十の原子を動かす局所リバースモンテカルロ法のプログラムを試作した。局所構造モデルを局所領域から得る2次元的な実験回折パターンにフィットさせるため、特別な設計を行った。このプログラムを種々のアモルファス物質の回折データに適用し、妥当性を検討した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画通り、局所リバースモンテカルロ法のプログラムのプロトタイプを作製しできており、研究は順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は局所リバースモンテカルロ法の改良を引き続き行い、リチウムイオン電池電極用アモルファス物質への適用を試みる。
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